火电厂扩建工程厂区安防系统设计方案设计说明.docx

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火电厂扩建工程厂区安防系统设计方案设计说明

火电厂扩建工程厂区安防系统方案设计

设计说明

一、概述

一.1项目背景

在人类社会即将进入信息化社会的今天，电信网络和计算机网络的发展极改变着全社会人们的生活方式，而人们生活方式的改变又反过来对计算机网络和电信网络的服务能力提出了更高的要求。

随着数字技术、计算机技术和网络技术的发展，基于互联网的各种业务呈几何指数规律飞速增长，远程视频监控作为基于互联网的一种全新业务也得到了飞速的发展。

在中国，安防行业经过近二十年的发展，技术和产品性能上基本达到发达国家水平，作为安防系统中的一项重要子系统——视频监控系统，已经从最初的特殊行业的模拟监控发展到现在的数字化监控，从起初基于本地的小规模监控发展到今天基于网络的大型远程监控系统。

计算机系统的应用普及、网络通讯技术、图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得安全技术防行业能够采用最新的计算机、通讯和图像处理技术，利用计算机网络传输数字图像，可为实现远程图像监控及联网报警系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。

我们知道一个典型的传统视频监控系统一般由前端，中端和后端三部分组成，完成图像的采集，传输，显示，控制和记录五大功能，随着通信技术的发展及网络传输的普位、立体化、网络化、智能化的纵深监控防护体系,与报警系统、探测系统、控制系统、远程传输网络形成一个完善的大型网络化监控系统。

相对传统及,新型的数字监控系统将不仅具有以上五种功能,将结合其他信息安全系统,实现全方的模拟视频监控技术和DVR视频监控技术，网络视频监控技术拥有独特的技术优势：

网络化规模化、高可靠性高安全性、使用简便性、业务功能强大、管理功能强大、可扩展性好等等。

网络视频监控已经应用于电信运营商、公安、军队、政府、金融、教育、工业厂矿、企业等各个行业。

网络视频监控是视频监控技术发展的方向，是未来视频监控的趋势。

通过网络视频监控，用户无论身在何处，只要能够使用互联网络，就能够实现对视频监控系统的操作和管理，充分体现了网络的跨地域特性，有效的缩短了时间和空间距离。

网络视频监控方案能够完美解决模拟、数字视频监控系统所无法实现的远程监控和信息共享，实现跨地域的远程视频监控和回溯，为大型企业的跨地域视频监控提供有力的支持和保证。

通过宽带网络对视频监控数据进行传输，提供了视频监控数据的远程监控和回溯，具有极高的便利性；通过对视频数据的集中存储，大幅度降低了建设视频监控系统的投资成本；通过安全的认证和授权保障了视频监控数据的安全和可靠；通过简单易用的用户接口，提供更加简便的用户界面，使用户能够方便快捷的使用视频监控系统。

本方案所述数字视频监控系统针对电力系统设计开发，满足该系统对多级别的专用网络监视的需求。

采用本系统可降低调度人员的劳动强度，为调度室指挥提供强有力的帮助，使各级监视中心的调度人员通过监视远端（电厂各装置及车间等）传送上来的现场图像、语音和环境数据直观、准确、及时地了解各厂区的实际情况，减少事故报警处理时间，同时对远端图像进行实时录像，管理人员可以随时通过查询录像资料了解现场情况。

同时由于监视网络的监视中心可以级联，使图像等信息上传，方便了上级领导对下属各级单位的管理和决策。

一.2设计围

本设计包含以下容：

（1）系统方案设计

（2）设备选型及配置

（3）设备安装设计

（4）系统测试验收方案设计

二、系统现状及需求分析

二.1系统需求分析

火电厂全厂视频监控系统通常包括六个区域：

机组区域、除灰区域、脱硫区域、水网区域和输煤系统区域以及办公区域，涵盖电厂生产区及办公区。

所有摄像机防护罩室和室外防护等级不低于IP65，具有防雨、防尘、自动加热和降温等。

全厂视频监控系统依据监控现场要求，可以选用变焦或定焦摄像机，并配合云台实现旋转和俯仰操作。

视频监控系统根据实际环境设置可以多个控制中心，包括全厂控制中心、主厂房控制中心、水网控制中心、输煤控制中心、除灰脱硫控制中心等，各个控制中心接入相关视频监控点，全厂控制中心可以对所有视频监控点进行视频监控和控制。

此外，与视频监控系统配套应用的扩展系统还包括有火灾报警、非法入侵报警、移动侦测等子系统。

二.2数字、模拟视频监控建设方案对比

1、视频监控系统对指挥中心监控的实时要求性高，模拟信号通过视频光端机直接传送采集到的前端信号至视频分配器，通过视频分配器分配两路信号，一路直接至指挥中心的电视墙，信号没有通过压缩，所以图象清晰；另一路至硬盘录像机，进行压缩后存储，作为历史图像。

数字信号通过视频服务器对前端的采集信号进行压缩后传送，所以信号有微量衰减，但随着数字视频编解码技术的日益成熟，目前传送至电视墙上的图象已经可以达到D1（4CIF）画质，符合公安对监控图象的要求。

2、纯模拟信号需要采用单独的租用线路来构建，线路带宽有保障，能够保证图象的无时延传送，但是线路造价太高、维护管理困难、后期扩容升级不方便，不仅需要对线路进行扩容还需要增加部分设备，投资成本高。

数字信号利用电信现有资源，线路租费便宜、有专人维护，扩容简便。

现有D1画质的视频信号传送带宽1.5M即可满足要求，只要电信运营商带宽能够放到1.5M能够保证视频图象传送无延时，目前此技术已经非常成熟了。

数字与模拟视频监控系统的其它功能对比：

功能对比

数字硬盘录像机

网络监控

应用围

大围

基于Internet跨地域

组网难度

复杂

简单

查看方式

pc

网络访问、随时随地

信息共享

一般

好

远程管理

差

好

系统管理

分散

远程、集中统一

资料保存

硬盘

分级存储

安全性

一般

好

基于以上描述，本设计建议采用数字监控系统来实现本项目的视频监控系统。

3、模拟监控系统影响了整体作战和协同作战能力的提高

4、信息资源无法共享

5、重复投资、资源浪费、无法整合资源

三、工程建设方案总体设计

三.1系统建设目标

●厂区视频监控点位采集

●视频管理调度中心

●智能化决策中心

●实现安全管理的效率化和规化

●有效整合和共享监控资源

●实现高效率的指挥和精确有效的处置。

系统应用最新的现代通信、多媒体处理、计算机网络等理论与技术，按照有关国际标准，以现有网络和信息系统为基础，完成网络视频监控系统的建设，视频监控点向数据中心实时视频图像传输，建立完善的网络视频监控系统，实现网络视频监控系统平台的功能要求。

三.2系统设计规和设计目标

3.2.1 系统设计规

根据视频监控系统的要求和国家有关法规的要求，经研究、分析设计本系统方案，该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。

依据的相关规包括：

GBT42-81          《工业企业通用设计规》

GA/T70-94        《中华人民国公共行业标准》

GA/T74-94         《安全防系统通用图形符号》

GA/T75-94         《安全防工程程序与要求》

BGJ232.90.92    《电气装置安装工程施工及验收规》

GB50198-94      《民用建筑闭路监控电视系统工程设计规》

GJT16-92          《民用工业建筑电气设计规》

GA38-92           《银行营业场所风险等级和防护级别的规定》

GB/T16676-96   《银行营业场所安全防工程设计规》

GBJ232-90/92    《电气安装工程施工及验收规》

GBJ42-81           《工业企业通信设计规》

DB32/181-1998 《建筑多媒体化工程设计标准》

GB-50198-94     《建筑闭路电视系统工程技术规》

JGJ/T16-92         《建筑电器设计规》

GB7401-87        《彩色电视图像质量主观评价方法》

GBJ79-85           《工业企业通讯接地设计规》

GBJ115-87         《工业电视系统工程设计规》

NEMA-ICS4      《工业控制设备及系统的端子板》

NEMA-ICS6      《工业控制装置及系统的外壳》

GBJ93-86           《工业自动化仪表工程施工及验收规》

GB/T13730-92   《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》

GB22920-89      《电站电气部分集中控制装置通用技术条件》

DL5027-93         《电力设备典型消防规程》

DL409-94           《电业安全工作规》

DL5000-2000     《火力发电厂设计技术规程》

GB2900             《电工名词术语》

GB4796            《电工电子产品环境条件》

GB50058            《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规》

GB7353－87      《工业自动化仪表盘型式及基本尺寸》

GB50200-94      《有线电视系统工程技术规》

DL5000-2000    《火力发电厂设计技术规程》

GBJ566-88         《计算机软件开发规》

GB3274-82        《彩色电视广播标准》

GB191-2000      《包装储运图示标记》

GB2887-1989    《计算场地技术条件》

GB4208-1993    《外壳防护等级》

GB11920-1989   《电站电气部分集中控制装置通用技术条件》

G.703-1991        《数字接口的物理特性／电气特性》

GB1583-79        《彩色电视图像传输标准》

三.3视频监控技术简介

视频监控技术的发展

视频监控系统一直是监控领域中的热点，它以直观、方便、信息容丰富而在各个行业得到广泛应用，视频监控系统的发展与电子、通信的发展息息相关，就其发展的阶段看，主要经历了以下三个阶段：

第一代基于模拟传输的视频监控系统（VCR为中心）

视频监控系统最早的应用方案是采用模拟信号在电缆或光纤中传输，然后再集中监控和录像等。

这种基于模拟图像的视频监控系统从电视机、摄像机诞生的那天，就已经诞生。

其视频监控系统主要由摄像机、视频切换矩阵、监视器、录像机等组成，通过视频线、控制线连接，主要用于安保、生产管理场合。

其特点是模拟视频信号传输，传输距离有限，安全性较差，监控方式单一。

其特点是以VCR（VideoCassetteRecorder）为中心。

第二代基于PC机或工控机的板卡式视频监控系统（DVR为中心）

视频采集压缩技术的进步使得基于计算机的板卡式视频监控系统成为可能，PC机的普及也推动了此类技术的发展。

这类视频监控系统主要由摄像机、各类采集设备、PC机/工控机、采集卡、视频压缩卡、通信接口卡、PC监控设备、录像机（模拟或数码）等组成，依赖于通信网络构成整个视频监控系统。

采用计算机作为硬件平台，WINDOWS操作系统+应用软件方式来实现。

该产品集图像采集、图像压缩、图像解压、图像监控与控制、图像点播、系统管理于一体，如果某部件（硬件或软件）发生故障，那么整个系统都功亏一篑，无论PC机还是工控机，都比较容易死机，不易于7×24小时不间断使用；Windows操作系统作为一个普通个人用操作系统，现在面临着系统极其不稳定，安全漏洞太多，容易被黑客利用等问题。

另外这种方式存在功耗大、环境适应能力、联网能力差等缺点，其特点是以DVR（DigitalVideoRecorder）为中心。

第三代基于嵌入式的网络视频监控系统（MCU为中心）

第三代视频监控领域，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，它是大型的,分散的地理区域监控系统的最佳选择，它正以无可比拟的绝对优势取代着前两代监控系统。

第三代视频监控技术不仅仅在可解决图像传输、远程控制、现场信号采集等监控功能，还可提供高质量的监控图像和便捷的监控方式。

它一般基于TCP/IP架构，符合通信网的发展趋势。

嵌入式系统所有硬件软件全都采用专业设计、具备专业的制造工艺。

在编解码方面，采用专用的高速DSP处理芯片，系统软件采用稳定性最高的实时专用操作系统，因此具有功能最强大、可靠性最高、功耗小、环境适应能力强、软件的扩展升级方便等优点，具有非常广泛而灵活的应用。

其特点是以MCU（MultipointControlUnit）为中心。

网络视频监控系统

智能网络视频监控系统是数字化、网络化和智能化相融合的新一代视频监控系统，可基于IP网络实现图像、声音及各种报警信号的远程采集、传输、储存和处理，提供便捷、经济、有效的远程视频监控解决方案。

⏹系统架构

数字视频监控系统提供监控中心平台、前端编码器、解码器、存储系统以及配套软件，提供整套的视频监控解决方案。

整个监控系统架构可以完成从一级到N级组网架构设计，典型的二级系统架构示意图如下：

图1数字智能网络视频监控系统架构图

业务控制/媒体交换层

业务控制/媒体交换层由中心业务平台、媒体处理分发和网络录像单元组成，主要负责业务处理控制、视音频的传送、存储以及系统管理。

中心业务平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户和前端设备接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能。

网络录像单元用于实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理。

前端接入层

前端接入层主要由编码单元、视频采集单元、报警单元等组成。

编码单元主要实现视音频信号、报警信号的采集编码、网络传输以及辅助设备（如云台、矩阵等）的控制。

编码单元通过LAN、WAN等IP网络接入中心业务平台；视频采集单元一般指监控摄像机，实现监控图像采集输入到编码单元；报警单元主要是报警信号发生设备，通常有烟感、温感、红外、门磁等设备。

用户访问层

用户访问层由客户端单元和解码单元组成。

客户端单元是远程图像集中监控和维护管理的应用平台，主要实现图像浏览、录像回放、辅助设备控制、码流分发控制等业务功能。

解码单元主要负责在客户端单元的控制与管理下，实现视音频信号的电视墙解码输出。

科达提供监控客户端软件和网络视频解码器KDM2561等产品构成用户访问层。

⏹系统原理

监控中心平台采用嵌入式硬件架构，安全、稳定、可靠，没有病毒、黑客等问题。

监控平台部署采用分布式、模块化部署方式，系统控制平台组建简单，部署灵活，利于分期部署，边投资边建设。

监控平台采用嵌入式操作系统和专用DSP数字处理芯片，集成以下功能模块：

✧平台管理模块（PMS）：

PMS提供用户认证、管理和全网设备入网认证和管理功能；

✧中心控制模块（CMU）：

CMU为中心管理模块，是中心服务平台的核心单元，可实现前端、客户端的接入、信令转发处理、系统及其信息管理，提供对CMU的用户个性化数据、联动告警、操作日志等数据存储功能；

✧视频处理模块（VTDU）：

VTDU为视频转分发单元，可实现音视频请求、接收、转发、分发，支持多级级联；

✧录像处理模块（NRU）：

NRU提供录像与回放功能。

✧前端接入模块（PUI）PUI提供全网的设备的接入。

✧客户端接入模块（CUI）CUI提供全网的用户的接入。

平台提供实时监控、远程控制、录像与放像、报警联动、双向语音、权限管理、网络管理、日志管理等丰富的应用功能。

数字网络视频监控的技术特点

数字网络视频监控技术为当前最新的监控技术，它基于TCP/IP通信网，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，可以提供清晰流畅的视频监控图像效果。

相对传统的模拟监控和DVR方式的监控，网络视频监控具备无可比拟的优势，主要体现在以下几个方面：

1、网络化监控：

通过IP网络真正做到任何时间、从任何地点、对任何现场进行实时监控；可充分利于IP网络的优势，实现大规模、大围、全方位监控；

2、网络化存储：

系统可以实现本地、远程的录像存储及录像查询和回放；

3、高可靠性、安全性：

系统采用的视频编码器、网络摄像机、视频解码器、监控平台均嵌入式系统设计，具备极高的稳定性、可靠性，无需专人管理，利用构建无人值守的监控系统；

4、优异的图像质量：

系统采用先进的MPEG-4/H.264等视频编码算法，可实现清晰流畅的图像效果，实时性好；

5、操作管理简单：

系统具备良好的用户界面，采用C/S或B/S架构，操作使用非常简单；

6、业务功能强大：

系统为用户提供了灵活的监控画面选择,电子地图使用，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像和录像回放、报警和报警联动功能；

7、系统信息安全性高：

充分利用防火墙/VPN、加密、权限管理、安全认证、实时时钟等技术，保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏；

8、有效利用带宽：

监控视频流可随时调整，具备带宽自适应能力，可充分利用通信网络，根据网络带宽视频流可自动调节，系统可以在现有的任何网络中完成各种监控功能；

9、设备的分级、分组管理：

强大的分级、分组功能可将摄像机、视频编码器、报警设备等前端设备根据监控地点和管理需要编成不同区域和工作组，区域可以分级（分层）。

每个工作组可分配数个前端设备，同一个前端设备可同时分配在不同的工作组中；

10、用户的分级、分组管理：

根据管理需要可将用户划分成不同级别，最上层是超级管理员。

不同级别的管理员被赋予不同的权限。

管理员可以创建用户，分配初始密码，也可以将用户划分为用户组进行管理。

系统将控制权限分为多个等级，可根据需要灵活地分配给相应的用户和用户组；

11、可扩展性：

增加网络摄像机、视频编码器和分监控中心非常简单，能够持续平滑升级和扩展，降低对系统的整体投资成本，和其他管理控制兼容。

基于以上分析，本次某公司扩建工程厂区视频监控系统建设建议采用全数字、网络化的数字视频监控系统组建，系统建设同时预留接口，保证整合原有系统。

三.4方案设计原则

现代化厂区视频监控系统的设计，应基于对现场的实际勘察、根据环境条件、监视对象、投资规模、维护保养、及监控方式等因素统筹考虑，遵循以下设计要求：

1、规性和统一性：

视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。

系统网络设计和采用的产品均应遵循网络协议和传输标准，要统一控制协议、图像编解码协议、接口协议、传输协议等。

2、先进性和适用性：

系统设计应采用主流技术，具有适度的超前性，符合视频技术和网络传输技术的发展方向。

网络架构要简单适用，层次合理，功能完备，满足企业工作的需求。

3、可靠性和安全性：

系统建设要采用成熟、稳定、标准统一的技术设备。

前端设备和网络设备要具有全天候运行的能力和较高的安全防护水平，要具有防雷击、防人为破坏和防病毒及黑客入侵等安全措施，保证网络安全可靠运行。

企业网络和社会网络要实行物理隔离。

4、 准确性和完整性：

视频监控系统应能在现场环境条件和所选设备条件下，对目标进行准确、实时的监控，清晰显示和记录目标的可用图像。

系统应保持记录的原始完整性，在色彩和轮廓的还原性上与现场场景保持最大的相似性。

5、 可操作性和可扩展性：

监控管理系统要运行中文界面，操作简单、维护方便、扩展灵活。

应用的软件要具有可升级能力，系统要有可扩展和自动纠错及灾害恢复能力，保证可持续发展。

三.5方案建设目标

·3.5．1厂区重点监控点位：

（一）、厂区大门：

厂大门（预留）、运灰路大门、铁路东、西涵洞大门等。

（二）、主要路口：

除灰综合楼东西两侧、集控楼北侧门、翻车机北侧、主厂房东西两侧道路、综合办公楼停车场、东围墙二号塔至二次水站一线、西围墙垃圾场大门一线等。

（三）、重点设备设施外围及重点防区域：

物资库、氨站区、（煤场）等。

1、采用计算机数字视频压缩与传输技术。

2、系统至少由1000M光纤以太网、网络交换机、数字控制主机（即硬盘录像机）、监控终端、定焦/变焦摄像头（包括云台）及附件（中继器等）、控制键盘、各种视频电缆、各种通讯电缆及附件（包括光纤收发器等）、控制电缆、电源电缆、预制电缆组成。

3、通讯介质应采用光纤。

4、通过管理软件控制，可清晰地对各监控点监控和回放现场安防图像，还可对摄像机进行远程及分组控制，同时应有完善的密码设置和分级（若干级）管理。

5、所显示的画面应是实时、没有界限，操作界面应是全中文的。

6、系统能与全厂IT信息系统相连，IT系统的授权用户可点播全厂各监控点图像。

7、监控器均可按预先编制的流程成组和单独自动巡视各监控区域，也可手动定点监控重要区域。

每个屏幕信息应能在每路输出图像上叠加日期、时间、当前摄像探头号、16字符可编程摄像探头标题等。

8、数字主机能对摄像机、镜头、云台防护罩等进行遥控，以完成对被监控场所全面、清晰的监控或跟踪监控。

数字主机上自带硬盘录像机。

可以随时把发生情况的被监控区域的图像记录下来，从而作为事故后进行分析和判断的重要依据。

这样就可以对某些非常重要的被监控区域的图像连续记录，而不必使用大量传统的的录像带。

9、系统设计要求解决实时显示影像的问题，可以忠实而快速的将现场画面，呈现在监控人员的面前，而无一般实时影像监控产品有现场画面与监控画面严重延迟的现象。

10、系统能提供多种界面卡，使系统组装具有充分的选择弹性，可同时支持1~16路镜头，进行实时影音同步录像。

每一路镜头均可单独选择录音或不录音，方便系统规划与未来系统的持续扩充。

单点作业的机器可同时显示1~16路图像。

11、本系统应能将单点作业的机器连结成一个大型的影像监控系统（通过大屏幕显示器），可轻易在网络上传送影像与声音，实现多点监看一点和一点监看多点的远程监控能力。

12、系统应能配合485云台译码器的使用，可以直接控制1~16台镜头云台。

除了云台上下左右转动和镜头焦距、光圈与景深之控制外，还可控制雨刷、灯光、加热、降温及电源开关。

方便现场监控人员调整镜头画面。

13、系统能提供完备的各种自动功能，如自动网络联机、预约录像和循环录像等功能，使系统一经设定后即可自行工作，减少人力管理的麻烦与维护的成本。

14、系统应具有便捷的影像搜寻能力与回放操作，使用者能快速找到需要的影像进行画面剪辑和拍照，进行后期作业。

15、系统应能接收火灾报警系统的信号，使得当所监控的区域出现火警时，触发系统弹出相应监控画面。

16、系统应具有长时间工作的全自动化能力，采用RDMD（Real_TimeDynamicMotionDetection）动态移动侦测和MPEG4图像压缩技术或其他更先进的技术，可实时监测音频/视频图的变化，可保留30天的图像信息（新盖旧模式）。

画面有变化即进行录，不变立刻停止，不会丢失任何音频/视频图信号，并根据设定的触发事件发出报警信号。

所录制的画面于回放时，无画面突然跳跃或间断的现象，无马赛克现象。

并可有效消除光线的变化，减少系统误动作。

使系统一经激活即可进入全天候工作状态，免除操作人员每天开关机的作业。

17、现场安防系统的摄像机、电动云台及解码器应采用先进品质优良、价格适中的进口产品。

同时，对于在有爆炸危险区域设置的摄像机应考虑防爆措施。

防护等级应为IP56。

上述产品应按三家进口产品报价，应有分项报价，并将最高报价计入总价。

18、视频及控制电缆直接接入数字主机，每台数字主机接16路视频，视频图像在本地数字主机上可同时实时显示、控制；数字主机通过100M/1000M网络传送图像至全厂现场安防主干网。

19、系统应具有图像识别技术，对无人值班车间、易燃易爆区域图像变化（如：

有人闯入、着火等）能够自动报警并自动切换至报警画面，同时实时录像；对大门口、停车场出入口车辆出入应能自动拍